江汉石油管理局第四石油机械厂 （湖北 434024） 郭增玉

1.概述

因数控火焰切割机的切割效率高，切割精度高，在企业的实际生产中数控火焰切割已不再单单用于备料生产，为了降低生产成本，缩短生产周期，提升工作效率，对于一些表面加工精度要求不太高的零件，已经完全可以用数控火焰切割的方法来代替传统的机床切削加工。

经过多年的实际数控火焰切割经验的积累，我们已成功把数控火焰切割技术应用在一些产品的切削加工过程中。不但提高了生产效率，而且大大降低了生产成本。本文以高压管汇产品中使用的节流阀元件翼形螺母（见图1）为例，来说明在数控火焰切割代替切削加工方面的一些应用。

翼形螺母采用自由锻毛坯，以前的加工过程是在粗加工完内孔和凸台后（见图2），三爪外形一直采用数控铣的加工方法，因铣外形加工周期长、费用高，在一次订单批量较大的生产中，为缩短交货周期，降低生产成本，决定尝试采用数控火焰切割机切割三爪外形的方法来代替数控铣加工。

图1 翼形螺母

图2 粗加工螺母

用数控火焰切割机对单个零件进行加工，尤其是这种已粗加工成形的零件，最大的困难就是找准基准和找正中心。因翼形螺母的外圆轮廓已加工成形，内孔的粗加工也已经完成，如果用数控火焰切割机在切割三爪外形时，找不准零件的中心，或切割过程中在高压氧的吹力、切割的边角余料和零件分开时张力的作用下，使翼形螺母移位，都会使切割的翼形螺母外圆轮廓与内孔不同心，切割出不合格的产品，偏心严重的甚至会造成零件报废。

2.切割工艺

为了解决以上问题，确保产品的质量，我们制定了以下切割工艺和切割方案：

（1）采用芯轴定位和底盘固定的方法，以实现在切割过程中零件位置的固定，防止翼形螺母偏移。底盘的重量要足以保证在切割过程中零件不会发生丝毫的移动。如图3所示，零件装在芯轴上，零件的内孔和芯轴之间配合一定要紧密，不要有缝隙，保证在切割的过程中，零件不会在芯轴上有晃动。带有凸台的芯轴可保证在切割过程中，零件和底盘之间留有足够的空间以保证在切割过程中吹落的高温氧化渣不会烧伤零件，造成零件的表面质量缺陷。

图3 零件

（2）零件安装在芯轴上时，零件的中心和芯轴的中心是重合的。在编程时，绘制的产品1∶1的图样，如图4所示，内圆采用直线穿孔，穿孔半径等于图样内圆的半径，这样穿孔点就和零件图样的中心重合。在芯轴上打中心孔，在切割时只要使内孔的穿孔点和芯轴的中心孔重合，就找正了零件的中心。因零件的内孔在后续的加工中还要进行精加工，数控切割过程只切割零件外形轮廓，图样中的内孔主要是起一个辅助作用，用于帮助找正中心。切割程序开始运行时，当割枪移到图样中内孔穿孔点的位置时，手工操作切割设备，使割枪割嘴的中心对准芯轴的中心孔，然后按切割程序空程走完内孔，因零件已进行粗加工，为了防止翻出的高温氧化渣烧伤零件表面，留下表面缺陷，切割外轮廓时不能在零件上进行穿孔切割，一定要采用边缘切割的方法进行切割，即选择边缘穿孔法。

采用边缘穿孔时，首先将参数中控制菜单中“边缘穿孔”选中，切割程序开始空程走完内孔割枪移至外穿孔点，系统提示选择穿孔点位置时一定要选择边缘穿孔，然后操作者可按【↑】【↓】【←】【→】键，调整割枪的位置到零件的边缘，开始预热，当预热结束后，按【启动】键，割枪沿直线距离和选定的切割速度切割到穿孔点，再继续按切割程序进行切割加工。

图4 组合示意

（3）因翼形螺母的外轮廓用火焰切割完成后，不再进行表面加工，为保证切割面质量，在切割前一定要做好充分的准备工作。首先要保证切割机料架的平面水平和割枪的垂直，在切割过程中始终保持零件的表面和割枪处于垂直状态；然后调整切割气和高压氧的压力，检查割嘴的烧损情况，根据气体的压力和割嘴的使用情况来调节切割速度，确保每个零件在切割过程中一次割透且中途不能断火，以保证切割表面光滑，无扭曲、凹坑等质量缺陷。

（4）一个零件切割完成后，要及时清理吹落在底盘上的氧化渣，防止因氧化渣的堆积影响下一个零件的切割。切割完成后，清除零件切割表面的氧化渣，打磨棱角，检查零件外观及尺寸，使之符合图样要求。

3.结语

经过我们多次试验，采用数控火焰切割机切割翼形螺母外轮廓代替铣外形，其表面质量完全符合图样要求。因零件的热处理工序是在三爪外形切割成形之后，所以火焰切割对它的使用性能不会产生大的影响，而采用数控火焰切割能使翼形螺母的加工时间大大缩短，既提高了生产效率又降低了生产成本。